## Desain Komunikasi Data Digital Pada Radio HF Dengan Metode Frequency Shift Keying Berbasis Thonny Python (Digital Data Communication Design on HF Radio with the Frequency Shift
Keying Method Based on Thonny Python )
Haidir Fajar [1]* , Syamsul El Yamin [2] , Masbah Siregar [2]
[1] Inspector Maintenance Sensor Weapon Command Pangkalan Utama TNI AL III, Jakarta, Indonesia
E-mail : haidir_vadjar@rocketmail.com
[2],[3] Program Pascasarjana
Institut Sains Dan Teknologi Nasional (ISTN), Jakarta, Indonesia
E-mail : sel_yumin@yahoo.com
E-mail : mrtsiregar2012@istn.ac.id

## KEYWORDS: ABSTRACT
Thonny  Python,  Raspberry,  Enkripsi, dan Radio HF Digital data is  one of  the data or  information  that is  often misused,  therefore  this research begins by studying various literatures related to the encryption system used in cryptographic techniques. And based on the literature that was read, made a series of design and encryption system design program based on Thonny Python. The results of the design are then realized by creating a series of file encryption systems through the application program. The results obtained from this study are the encryption system created in Thonny Python has been able to randomize the original information in this case in the form of a file and is able to transmit the encrypted  data  with  various  limitations.  This  study  discusses  digital  data  communication systems using HF radio waves with its main device as a complete communication  radio with antenna  and  power supply,  and is  equipped  with  a  Raspberry  as an enhancement  to digital data  processing  and  FSK  Modulator  as  an interface  between  Raspberry  and HF  radio that functions as a digital signal modifier that out of Raspberry becomes an analog signal as input for HF radio. KATA KUNCI: ABSTRAK Thonny  Python,  Raspberry,  Enkripsi, dan Radio HF Data digital adalah salah satu data atau informasi yang sering disalahgunakan, oleh karena itu  penelitian  ini  dimulai  dengan  mempelajari  berbagai  literatur  yang  berkaitan  dengan sistem  enkripsi  yang  digunakan  dalam  teknik  kriptografi.  Dan  berdasarkan  literatur  yang dibacakan,  dibuat  serangkaian  desain  dan  enkripsi  program  desain  sistem  berbasiskan Thonny Python. Hasil desain kemudian diwujudkan dengan menciptakan serangkaian sistem enkripsi file melalui program aplikasi. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah sistem enkripsi yang  dibuat  dengan  Thonny  Python  telah mampu mengacak  informasi  asli dalam hal  ini  dalam  bentuk  file  dan  mampu  mengirimkan  data  terenkripsi  dengan  berbagai keterbatasan.  Penelitian  ini  membahas  sistem  komunikasi  data  digital  menggunakan gelombang radio HF dengan perangkat utamanya sebagai radio komunikasi lengkap dengan antena dan catu daya, dan dilengkapi dengan Raspberry sebagai perangkat tambahan untuk pemrosesan data digital dan FSK Modulator sebagai antarmuka antara radio Raspberry dan HF yang berfungsi sebagai pengubah sinyal digital yang keluar dari Raspberry menjadi sinyal analog sebagai input untuk radio HF.
I. PENDAHULUAN Keterbatasan pembangunan sistem komunikasi  berbasis  teknologi  tinggi  yang  terjadi saat  ini,  menciptakan  ketidakmerataan  wilayah  dan
182   JTIM : Jurnal Teknologi Informasi dan Multimedia, Vol. 1, No. 3, November 2019, hlm. 181-187
masyarakat yang dapat menikmatinya. Hal ini terjadi karena  perkembangan  teknologi  tidak  terlepas  dari biaya  yang  sangat  tinggi,  disamping  keterbatasan kemampuan sumber daya manusia di daerah tertentu. Kebutuhan  penyebarluasan  informasi  secara  cepat membutuhkan  sarana  komunikasi  yang  dapat digunakan  tidak  hanya  sebagai  sarana  komunikasi suara, tetapi juga pengiriman data digital [1] .
Gelombang radio High Frequency (HF), 3 - 30 MHz mempunyai kelebihan karena dapat dipantulkan oleh ionosfer, sehingga dapat dimanfaatkan  untuk  komunikasi  jarak  jauh  tanpa memerlukan  repeater  atau  satelit  Frekuensi  yang dapat digunakan untuk komunikasi tergantung jarak dan  kondisi  lapisan  ionosfer  pada  saat  komunikasi berlangsung. Radio Single Side Band ( SSB ) yang bekerja  pada  frekuensi  HF  sampai  saat  ini  masih merupakan  sarana  komunikasi  utama  baik  bagi instansi pemerintah daerah maupun masyarakat yang berada  di  daerah  yang  belum  tersentuh  layanan komunikasi modern, seperti Handphone, Telephone, Internet dll. Pemilihan sarana komunikasi radio HF ini  selain  karena  biaya  penyewaan  alat  yang  relatif murah,  juga  dikarenakan  kondisi  geografis  wilayah [1] .
Pengaplikasian  teknologi  komputer  yang semakin  banyak  di  tahun-tahun  mendatang  akan menjadikan  peran  komputer  semakin  penting  dan bisa  jadi  krusial.  Pekerjaan  mengolah  dokumen, mengontrol  alat,  hingga  memonitor  seluruh  alat. Berbicara  mengenai  komputer  dan  teknologi  yang berhubungan dengannya tentu tak mungkin melepaskan  diri  dari  salah  satu  ilmu  pokok,  yaitu pemrograman. Sebuah  inovasi  baru telah dilakukan oleh yayasan non profit Rapsberry Pi Fondation asal Inggris  dengan  menciptakan  sebuah  komputer mungil  seukuran  kartu  kredit  yang  diberi  nama sesuai dengan nama yayasan pembuatnya, Rapsberry Pi [2] .
Komunikasi melalui  radio  berarti  kita melakukan  komunikasi  terbuka  artinya  siapapun dapat mendengarkan atau menerima pesan yang kita kirim  melalui  radio  hanya  dengan  menyamakan frekuensi pengiriman sehingga perlu adanya sebuah pengaman  data  atau  pesan  dalam  hal  ini menggunakan  teknik  inkripsi  dan  dekripsi.  Dalam penerapannya,  data  yang  akan  dikirim  harus  di enkripsi  dahulu  kemudian  setelah  diterima  oleh penerima  data  di  dekripsi  dengan  kata  kunci  yang sudah disepakati sehingga meskipun sinyal radio HF
bisa diterima oleh siapapun namun untuk data akan tetap aman karena sudah di enkripsi dan dekripsi.
Penelitian  ini  membahas  sistem  komunikasi data  digital  menggunakan  gelombang  radio  HF dengan  perangkat  utamanya  radio  komunikasi  HF lengkap  dengan  antena  dan  catu  daya,  serta dilengkapi  sebuah Raspberry sebagai  perangkat tambahan pengolah data digital dan Modulator FSK sebagai interface antara Raspberry dengan radio HF yang berfungsi sebagai pengubah sinyal digital yang keluar dari Raspberry menjadi sinyal analog sebagai input  untuk  radio  HF.  Melihat  kondisi  geografis Indonesia dan ketidakmerataan pembangunan sistem komunikasi  di  Indonesia,  maka  pengembangan sistem  komunikasi  data  digital  menggunakan gelombang radio HF akan sangat bermanfaat dalam membantu  perkembangan  pembangunan  daerah yang belum terjangkau komunikasi data.

## II. METODOLOGI
Penelitian  ini  membahas  tentang  keamanan mengirimkan data atau file melalui media Radio HF dimana  data  yang  sebelum  dikirim  diamankan  data tersebut  dengan  mengenkripsi  serta  menambahkan sandi angka, sehingga tidak mudah dibaca oleh orang yang  tidak  memiliki  kepentingan  atau  tidak mengetahui kuncinya.
Gbr 1. Rangkaian penelitian yang akan dilakukan

## A. Desain Hardware
1) Raspberry
Raspberry  yang  digunakan  sebagai  media adalah model Raspberry Pi 3b dengan spesifikasi :
 OS Raspbian Stretch
 Ram 1 Gb
 Grafis Broadcom VideoCore IV
 Processor A 1.2 GHz 64-bit Quad-Core ARMv8 CPU
Docs Excel RASPBERRY TXT Jpeg MODULATOR (FSK) RADIO
HF
 802.11n Wireless LAN, Boetooth 4.1
 4 Port USB, 1 Port HDMI
 Audio Jack 3.5mm and Composite Camera

## Gbr 2. Raspberry Pi
Digunakannya  Raspberry  Pi  3b  ini  karena memiliki  spesifikasi  yag  lebih  tinggi  dari  seri sebelumnya  serta  dengan  menggunakan  Raspberry dapat  lebih  menghemat  anggaran  dibandingkan dengan Laptop atau PC. Selain  itu Raspberry dapat berfungsi  sebagai  kontroling  dan  monitoring  suatu sistem  elektronika.  Sehingga  suatu  saat  nanti  kita dapat mengontrol suatu alat yang tempatnya sangat jauh namun masih dalam jangkauan radio HF.
2) Frequency Shift Keying (FSK)
Alat ini digunakan sebagai penghubung antara Raspberry  dengan  Radio  HF  untuk  merubah  data digital  menjadi analog dan sebaliknya. Dimana alat yang dibuat memiliki kemampuan pengiriman 1200 bps dalam pengiriman.
Gbr 3. Modulator FSK dan PTT
Kabel  A  untuk  interface  dengan  Raspberry (transmit & receive data digital), Kabel B terhubung dengan radio HF ( Tx dan RX ) sedangkan kabel C
berfungsi untuk melakukan pengujian dan pengukuran dengan Osiloskop.

## Gbr 4. Skema diagram FSK

## B.  Desain Software
Dalam  aplikasi  Raspberry,  menu  utama  yang pertama  kali  muncul  ada  2  pilihan  yaitu  kirim  dan terima.  Dimana  operator  dapat  bertindak  sebagai pengirim pesan atau sebagai penerima pesan.

## Gbr 5. Desain menu utama

## 1) Pengiriman
Di dalam menu pengiriman terdapat beberapa proses sebelum data dapat  dikirim. Di  mana proses pertama  yang  dilakukan  dengan  memilih  file  yang akan  dikirim  lalu  file  tersebut  akan  ditampilkan  di layar  berupa  nama  file  serta  ukurannya,  setelah  itu lakukan  kompresi  file  lalu  lakukan  enkripsi  dan masukan sandi keypad baru file dapat dikirim.
Gbr 6. Desain Menu Kirim
RA DI O H KIRIM FILE TERIMA FILE

## PENGIRIMAN DATA / FILE
FILE TXT.txt (size file) FILE TXT.txt.lzma          (size file) FILE TXT.txt.lzma.aes   (size file) Pilih File Kompres File Enkripsi File Kirim File A B C

## 2) Penerimaan
Di  dalam  menu  terima  terdapat  beberapa langkah setelah file dinyatakan telah diterima 100% maka  file  tersebut  dapat  dilakukan  dekripsi  lalu dekompresi  baru  file  menjadi  bentuk  yang  sama seperti yang dikirimkan.
Gbr 7. Desain menu terima

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Program Thonny Python
Pengujian program dilakukan bertujuan untuk mengetahui  apakah  program  dapat  berkerja  sesuai yang diharapkan yang dalam hal ini untuk mengirim data kemudian dikirim melalui radio HF.

## Gbr 8. Tampilan awal program pengujian
Program  dibuat  sesuai  dengan  sistem  yang akan  dibuat  atau  sesuai  dengan  cara  kerja  alat. Program bekerja secara interface dan akan mengirim data melalui Tx dari Raspberry. Di bawah ini adalah pengujian program Thonny Python.

## Gbr 9. Tampilan pengiriman data
Button1  (  Pilih  File  )  digunakan  untuk  meng input data atau file, setelah diklik maka akan tampil nama  file  dan  ukuran  file.  Button2  (Kompres  File) digunakan  untuk  mengkompres  data  atau  file  yang sudah  di  input  kemudian  ditampilkan  nama  file kompres  dan  ukuran  file.  Button3  (Enkripsi  File) digunakan  untuk  meng  inkripsi  data  atau  file  yang sudah  dikompres  setelah  itu  ditampilkan  nama  file yang  sudah  terinkripsi  beserta  ukuran  file.  Button4 (Kirim File) digunakan untuk proses pengiriman data dimulai  dengan  ditampilkannya  durasi  waktu  yang dibutuhkan dalam pengiriman data beserta prosentase  proses  pengiriman.  Dalam  penelitian  ini kami  menyediakan  4  type  file  sebagai  bahan pengujian program yang terdiri dari :
a. FILE TXT.txt dengan ukuran file 3 KB
b. FILE WORD.docs dengan ukuran file 12 KB
c. FILE EXCEL.xlsx dengan ukuran file 10 KB
d. FILE JPEG.jpg dengan ukuran file 23 KB
Setelah  memilih  file  yang  akan  dikirim dilanjutkan dengan kompresi data lalu mengamankan  data  dengan  mengenkripsi  serta memberikan  sandi  pengaman  untuk  menambah keamanan  data.  Data  yang  ada  dalam  raspberry masih berupa data digital, data dikirim melalui port USB untuk dilakukan modulasi dan dirubah menjadi sinyal analog serta menumpangkan sinyal informasi ke  sinyal  pembawa  (Carier).  Setelah  dilakukan proses penumpangan sinyal  maka sinyal siap untuk dikirim, sebelum itu sinyal analog dikirim dari radio HF  ke  antena  pemancar  melalui  kabel  Coaxial  RJ8 dan  dari  antena  sinyal  dipancarkan  melalui  media udara.

## PENERIMAAN DATA / FILE
FILE TXT.txt.lzma.aes  (size file)
FILE TXT.txt.lzma          (size file) FILE TXT.txt. (size file) Dekompres i Dekripsi

## B. Pengujian Sistem Enkripsi
Tujuan  dari  pengujian  sistem  enkripsi adalah pengujian    untuk    mengetahui  apakah    cipherteks yang    dihasilkan    oleh  sistem    ini    sudah  sesuai dengan yang diharapkan yaitu dapat mengacak data aslinya, sehingga tidak bisa dibaca tanpa menggunakan kunci enkripsi.
Gbr 10. Hexadesimal Plainteks
Gbr 11. Hexadesimal Cipherteks
Dari  gambar  di  atas  menunjukkan  bahwa plainteks atau  pesan  asli  sudah  dirubah  menjadi cipherteks atau sudah terenkripsi ini dibuktikan nilai hexadesimal  dari plainteks dan cipherteks berbeda meskipun dengan huruf yang sama.

## C. Pengukuran dan Pengujian Raspberry
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui sinyal  data  keluaran  dari  Raspberry  yang  akan dimodulasikan.  Untuk  pengujian  Raspberry  ini dilakukan dengan cara menginput data atau file lalu di  kompres  kemudian  di  inkripsi  dan  setelah  itu dikirim  sehingga  Raspberry  dapat  mengeluarkan output data yang kemudian dibaca oleh Osiloskop.
Gbr 12. Setting pengukuran sinyal keluaran Raspberry
Gbr 13. Bentuk sinyal keluaran dari Raspberry saat Software Thonny Python siap mengirim data.
Gbr 14. Bentuk sinyal keluaran dari Raspberry saat Software Thonny Python mengirim data.
Raspberry  dapat  bekerja  sebagai  mana  yang diharapkan  dimana  Raspberry  berfungsi  untuk mengkonversi data file ke level tegangan TTL maka keluaran  dari  Raspberry  berupa  data  digital  yang dapat dimodulasikan menggunakan modulasi FSK.

## D. Pengujian Modulator FSK
Pengujian  dan  Pengukuran  Data,  Pengujian pada bagian ini bertujuan untuk mengetahui apakah modulator  sudah  dapat  menghasilkan  sinyal sinusoidal  dengan  frekuensi  1200  Hz.  Input  logic high pada modulator didapat dengan cara memberikan  tegangan  sebesar  5  volt,  sedangkan input  logic  low  dengan  cara  menghubungkan  input modulator ke ground.
Gbr 15. Cara pengukuran Modulator FSK

## Gbr 16. Sinyal keluaran dan masukan data Modulator FSK
Sinyal  keluaran  akan  berbentuk  sinyal  FSK ketika diberi input yang bervariasi antara logic high dan  logic  low.  Pada  pengujian  ini  sinyal  masukan modulator  berasal  dari  sinyal  Raspberrry  dengan frekuensi  171,2  Hz.  Hasil  yang  diperoleh  adalah modulator dapat menghasilkan sinyal FSK frekuensi 1.310 kHz.
Dari  skema  diagram  FSK  dapat  dijelaskan mengenai cara kerja dari FSK, transmit digital input yang  keluar  dari  Raspberry  masuk  ke  FSK Modulator  kemudian  diproses  di  blok digital  to analog  converter ,  output  dari  digital  to  analog converter lalu difilter oleh XMT Filter dan low pass filter  sehingga  menghasilkan  output  sinyal  analog yang  dapat  diterima  oleh  radio  HF.  Data  receive terbagi menjadi dua Receive Bias Adjust (RXB) dan Receive Analog Input (RXA), Receive Analog Input (RXA)  difilter  oleh Low  Pass  Filter kemudian masuk  ke  dalam  blok Receive  Filter  And  Group Delay  Equalizer lalu  di  compare  dengan Offset Compensation kemudian  data  masuk  ke FSK Demodulator ,  hasil  dari FSK  Demodulator di compare dengan Receive Bias Adjust (RXB)sehingga  menghasilkan Receive  Digital
Output (RXD).

## Gbr 17. Sinyal keluaran FSK dengan input data dari Raspberry
Dilihat  dari  hasil  pengukuran  frekuensi  dari sinyal  keluaran  modulator  terjadi  perbedaan, menurut  perhitungan  frekuensi  sinyal  keluaran seharusnya  1.624  kHz  dan  pada  pengukuran frekuensi dari sinyal keluaran FSK yaitu 1.255 kHz, dengan  tegangan  Vp  =  6.480  Volt.  Hal  ini disebabkan  oleh  masih  adanya  noise  yang  terjadi akibat bahan PCB dan juga pada kabel penghubung yang masih ada yang longgar maupun redaman dari media.

## IV. KESIMPULAN
Dari  pembahasan  yang  telah  diuraikan sebelumnya, dapat diambil suatu kesimpulan bahwa algoritma kriptografi digunakan untuk menyembunyikan  atau  mengamankan  pesan  dari orang – orang yang tidak berhak atas pesan tersebut. Algoritma memiliki tiga fungsi dasar, yaitu enkripsi, dekripsi  dan  kunci.  Dalam  percobaan  Raspberry menghasilkan  output  digital  171,2  Hz  yang  dapat dimodulasikan  oleh  FSK  menjadi  1.310  kHz. Sedangkan dalam uji coba FSK, Frekuensi keluaran modulator  FSK mengalami  perbedaan yang seharusnya 1.624 kHz menjadi 1.255kHz. dari hasil penelitian  ini  menyarankan  untuk  penelitian selanjutnya  menggunakan  FSK  dengan  baudrate  di atas 1200bps.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti  menyadari  bahwa,  tanpa  bantuan bimbingan  dari  berbagai  pihak,  dari  masa  awal penelitian  sampai  pada  penyusunan  Paper  ini, sangatlah  sulit  bagi  peneliti  untuk  menyelesaikan Paper  ini,  oleh  karena  itu,  peneliti  mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. H. Syamsul El Yumin M. Eng,  selaku  dosen  pembimbing  yang  telah menyediakan  waktu,  tenaga,  dan  pikiran  untuk mengarahkan  peneliti  dalam  penyusunan  Paper  ini.
Output data Raspberry
Output data Modulator FSK Data/File Raspberry Modulator FSK Osiloskop
Pihak TNI Angkatan Laut dalam hal ini Diskomlek Armada I yang telah banyak membantu dalam usaha memperoleh data yang diperlukan penulis. Orang tua dan  keluarga  yang  telah  memberikan  bantuan dukungan  material  dan  moral  serta  sahabat  yang telah banyak membantu peneliti dalam menyelesaikan paper ini.

## REFERENSI
[1] S. S. Dadang Nurmali, “Komunikasi Data Digital Menggunakan Radio HF,” Ber. Digantara , vol. 7, no. 2, pp. 27–30, 2010.
[2] Umarohvyhasanah, Makalah Raspberry .
2016.
[3] M. A. Muda, M. Komarudin, and Y. Susanty, “Rancang Bangun Sistem Enkripsi Sebagai Security Komunikasi Handie Talkie (HT)
Menggunakan Mikrokontroler AVR Seri,”
vol. 1, no. 1, p. 13, 2007.
[4] N. Aulia, “Jurnal Aplikasi Enkripsi Dan Dekripsi Menggunakan Visual Basic 2012
Dengan Metode Triple DES,” no. May, p. 9,
2016.
[5] I. Frieslaar and B. Irwin, “Developing an
Electromagnetic Noise Generator to Protect a Raspberry PI From Side Channel Analysis,”
SAIEE Africa Res. J. , vol. 109, no. 2, pp. 85– 101, 2018.
[6] J. Ye, L. Yan, H. Wang, W. Pan, B. Luo, and X. Zou, “Photonic Generation of Microwave
Frequency Shift Keying Signal Using a
Polarization Maintaining FBG,” IEEE Photonics J. , vol. 10, no. 3, pp. 1–8, 2018.
[7] B. E. Purnama, “Sistem Komunikasi Data Menggunakan Gelombang Radio,” vol. 2, no.
2, pp. 6–16, 2010.
[8] F. Kaup, P. Gottschling, and D. Hausheer, “PowerPi: Measuring and modeling the power consumption of the Raspberry Pi,”
Proc. - Conf. Local Comput. Networks, LCN , pp. 236–243, 2014.
[9] R. U. Adzikri, Teknik Modulasi ASK, PSK Dan FSK . 2018.
[10]  P. A. Hoeher, “FSK-Based Simultaneous Wireless Information and Power Transfer in
Inductively Coupled Resonant Circuits Exploiting Frequency Splitting,” IEEE Access , vol. 7, pp. 40183–40194, 2019.
[11]  D. Sharma, A. Dubey, S. Mishra, and R. K.
Mallik, “A Frequency Control Strategy Using Power Line Communication in a Smart Microgrid,” IEEE Access , vol. 7, pp.
21712–21721, 2019.
[12]  Y. K. Ningsih, S. Agoes, and T. Winata, “Uji Coba Pengiriman Data Jarak Dekat Dengan Menggunakan Radio Komunikasi HF,” vol. 13, pp. 77–90, 2015.